Video transport optimization techniques design and evaluation for next generation cellular networks

Il traffico video sarà il tipo di applicazione dominante in Internet nei prossimi anni. Già in questi anni assistiamo al sorpasso del traffico video mobile rispetto al Peer-to-Peer. Le infrastrutture attuali non sono preparate ad affrontare questo aumento di traffico video. Internet, e in particolare Internet mobile, non è stata progettata sulla base di requisiti video e, di conseguenza, la sua architettura è inefficiente nel gestire questo tipo di traffico. Quando il traffico è associato all'intrattenimento multimediale, la maggior parte dell'infrastruttura mobile è utilizzata in un modo inefficiente pur fornendo un servizio semplice, saturando in tal modo l'intera rete cellulare e portando il servizio a livelli di qualità non adeguati a sostenere quella che gli utenti si aspettano di ricevere. L'obiettivo principale dell'attività di ricerca in questa tesi è quello di evolvere l'architettura di Internet mobile per un efficiente supporto del traffico video. Poiché il video è previsto rappresentare la maggior parte del traffico, l'architettura di rete deve supportare in modo efficiente le esigenze di questo tipo di traffico e miglioramenti specifici dovrebbero essere introdotti a tutti i livelli dello stack protocollare. Questi miglioramenti hanno lo scopo di incrementare la qualità percepita del servizio, di dare una maggiore affidabilità in un mondo mobile, di abbassare i costi di servizio e di aumentare la flessibilità della rete. In questa tesi una serie di meccanismi di trasmissione video sono progettati per ottimizzare la consegna di applicazioni video su reti cellulari di nuova generazione a diversi livelli dello stack protocollare ed a differenti livelli della rete cellulare. Sulla base di queste scelte architetturali, sistemi di allocazione delle risorse sono implementati per supportare una gamma di applicazioni video che copre il video broadcast/multicast in streaming, video on demand, streaming in tempo reale, il video download progressivo e il video upstreaming. Tramite campagne di simulazioni, i benefici sotto forma di qualità percepita e di risorse di rete risparmiate sono riportati attraverso il confronto con soluzioni pre-esistenti. Inoltre moduli selezionati sono implementati in un vero e proprio banco di prova e alcuni dei risultati sperimentali conseguiti sono usati per sostenere lo sviluppo di nuovi meccanismi di trasporto video nelle reti mobili future.